Как измерить атмосферное давление воздуха и что это значит
Атмосферное давление - один из ключевых показателей состояния воздуха. От него напрямую зависит погода, а также наше здоровье и самочувствие. Давайте разберемся, что это такое, как его определить и зачем это нужно.
Что такое атмосферное давление и от чего оно зависит
Атмосферным давлением называется сила, с которой столб воздуха давит на земную поверхность и все предметы на ней. Это давление создается благодаря притяжению Земли - сила тяжести воздушных масс направлена к центру планеты.
На величину атмосферного давления влияют такие факторы:
- Высота над уровнем моря - чем выше, тем разреженнее воздух и ниже давление
- Температура - при нагревании воздух расширяется и давление падает
- Широта местности - с удалением от экватора амплитуда колебаний давления уменьшается
В атмосфере Земли давление распределено неравномерно - есть пояса высокого и низкого давления. Они связаны с нагревом воздуха от экватора к полюсам.
Значение атмосферного давления для жизни
Атмосферное давление тесно взаимосвязано с другими метеорологическими элементами - температурой, влажностью, осадками. От перепадов давления зависят погодные явления.
Если давление падает, ожидается пасмурная, дождливая погода, если повышается - будет сухо и ясно.
Кроме того, резкие скачки атмосферного давления влияют на самочувствие людей. У метеозависимых людей при этом могут болеть суставы, голова, повышаться давление.
Как было открыто атмосферное давление
В XVII веке ученые пришли к выводу, что воздух оказывает давление на окружающие предметы. Однако доказать это экспериментально смог только итальянский физик Эванджелиста Торричелли в 1643 году.
Он взял стеклянную трубку длиной около 1 метра, заполнил ее ртутью и перевернул открытым концом вниз в чашку с этим же веществом. Часть ртути вылилась, а на отметке примерно 760 мм от уровня жидкости в чашке образовался вакуум. Это и есть величина атмосферного давления на данной высоте над уровнем моря.
Так был изобретен первый ртутный барометр и впервые измерено давление воздуха.
Какие приборы используют для измерения давления
Для определения величины атмосферного давления в настоящее время применяют различные приборы:
- Механические барометры-анероиды с подвижной стрелкой
- Электронные барометры на батарейках или сетевые
- Ртутные барометры - эталонные приборы высокой точности
- Термометры и гигрометры для учета температуры и влажности
Наиболее распространены в быту барометры-анероиды. Внутри корпуса такого прибора находится герметичный металлический ящик, воздух из которого откачан. При изменении атмосферного давления ящик сжимается или расширяется, воздействуя на пружинный механизм с зубчатой передачей. Она приводит в движение стрелку, указывающую давление по шкале.
Давление воздуха "давление воздуха"
Принцип действия ртутных барометров такой же, как в знаменитом опыте Торричелли. Высота ртутного столба в трубке пропорциональна давлению атмосферы. Считывание показаний происходит по вытесненной ртути.
Нормы и единицы измерения атмосферного давления
За нормальное давление условно принят показатель, эквивалентный высоте ртутного столба 760 мм при температуре 0°С на уровне моря и 45° с.ш. Это значение используется как эталон и равно:
- 1013,25 мбар (по международной шкале)
- 760 мм рт.ст. (по шкале Торричелли)
- 14,7 фунт/дюйм2
- 101325 Па (в системе СИ)
Кроме того, существуют и другие единицы измерения давления воздуха. Например, миллиметры и дюймы ртутного столба, миллиметры и метры водяного столба, паскали, бары, атмосферы и др. Перевод показаний с одних единиц в другие осуществляется по специальным формулам.
Как спрогнозировать погоду по давлению
На основании данных об атмосферном давлении можно делать прогноз погодных условий как по научным методикам, так и используя народные приметы. Рассмотрим некоторые закономерности.
- Быстрое падение давления -> ухудшение погоды
- Резкий подъем давления -> ясная, солнечная погода
- Ртутный столбик при растущем давлении движется равномерно -> хорошая погода продлится
Помимо этого, существуют еще десятки народных и научных методов спрогнозировать дальнейшие изменения давления и соответствующей им погодной ситуации.
Как защититься от резких перепадов давления
Людям, чувствительным к изменению атмосферного давления, следует предпринимать некоторые меры для профилактики последствий. Вот несколько рекомендаций:
- Пить больше жидкости при низком давлении
- Ограничить физические нагрузки при высоком давлении
- Принимать витамины, магний, кальций
- Пользоваться народными средствами: мед, чеснок и др.
Также при резком падении давления воздуха в горах может развиться высотная болезнь. Чтобы этого избежать, надо правильно дозировать физическую активность и принимать кислород.
Где еще измеряют атмосферное давление
Помимо бытовых целей, данные о давлении воздуха используют в науке и промышленности. Например:
- На метеостанциях для прогноза погоды
- В авиации для предсказания условий полета
- На предприятиях для контроля технологических процессов
Также информация об атмосферном давлении в разных точках Земли используется климатологами для изучения глобальных процессов в атмосфере планеты.
Интересные факты о давлении воздуха
Атмосферное давление - удивительное явление, которое хранит немало загадок и неожиданных открытий. Рассмотрим некоторые любопытные факты.
- Самое высокое давление (1083 мбар) было зарегистрировано в Монголии в 1968 году
- Самое низкое давление (870 мбар) отмечалось в центре смерча в Оклахоме в 1999 году
- При понижении давления на 5-8 мм рт.ст. за 3 часа возрастает вероятность головной боли
Кроме того, существуют интересные опыты по демонстрации атмосферного давления. Например, можно взять стакан с водой, накрыть его листом картона и перевернуть вверх дном - вода не выльется. Это происходит благодаря давлению воздуха на картон.
Практическое применение знаний о давлении
Данные об атмосферном давлении активно используются человеком как в быту, так и в промышленности. Рассмотрим некоторые примеры.
Бытовое использование
Дома и в офисе барометры помогают следить за перепадами давления и заблаговременно готовиться к ухудшениям погоды. Многие метеозависимые люди стараются держать барометр недалеко от себя.
Применение в промышленности
В производстве данные о величине и колебаниях атмосферного давления учитываются для обеспечения оптимальных условий техпроцессов, а также контроля безопасности.
Выбор прибора для измерения давления воздуха
При выборе барометра для дома или офиса стоит обращать внимание на следующие параметры:
- Тип прибора: ртутный, механический или электронный
- Диапазон измеряемого давления
- Точность показаний
- Удобство использования
Также важно правильно установить и настроить барометр для получения надежных данных о давлении окружающего воздуха.
Правила установки и использования барометров
Для корректных измерений атмосферного давления барометр необходимо правильно разместить и использовать. Рассмотрим основные рекомендации.
Выбор места установки
- Размещать на внутренней стене, вдали от нагревательных приборов
- Не устанавливать на окнах или в местах попадания прямых солнечных лучей
- Высота подвеса или установки: 1,2-1,5 м от пола
Регулировка положения
Барометр должен располагаться строго горизонтально для правильных замеров атмосферного давления. Для выравнивания положения прибора используется специальный уровень.
Периодичность замеров
Стандартная периодичность снятия показаний барометра:
- В режиме наблюдения - 1 раз в 3 часа
- Для прогноза погоды - 1 раз в час
Уход за барометром и возможные неисправности
Для поддержания работоспособности и точности барометра требуется регулярный уход.
- Проверка показаний. Следует периодически сверять данные барометра с прогнозом погоды в вашем регионе.
- Чистка корпуса прибора. Корпус барометра протирают влажной тканью без использования моющих средств.